1、第3节 化学反应的速率联想质疑 根据有关计算可知，在常温、常压下，反应根据有关计算可知，在常温、常压下，反应2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(1)O(1)其化学平衡常数的数量级高达其化学平衡常数的数量级高达10108383，表明反应正向进行的趋势极大。但，表明反应正向进行的趋势极大。但是，在常温、常压下，即使经过几千年，氢气和氧气的混合气也不会是，在常温、常压下，即使经过几千年，氢气和氧气的混合气也不会发生反应生成水，而将混合气点燃时反应却在爆鸣声中瞬间完成。这发生反应生成水，而将混合气点燃时反应却在爆鸣声中瞬间完成。这说明，在研究化学反应时，只关注反应
2、的方向和限度是不够的，还要说明，在研究化学反应时，只关注反应的方向和限度是不够的，还要考虑化学反应的速率。考虑化学反应的速率。 化学反应的速率千差万别，有的进行的极其缓慢，如聚乙烯塑料的讲解反应，需要成百年才能完成；有的一触即发瞬间完成，如氢气和氧气的爆炸反应；更多的则介于二者之间。100多年来，科学家进行了大量的研究，正在逐步揭开化学反应速率之谜。一、 化学反应是有历程的联想质疑请仔细阅读所给材料，针对以下问题与同学们交流研讨。1.你对化学反应是怎样进行的这个问题有哪些认识?2.造成化学反应速率千差万别的原因是什么?研究表明，氢气和氧气的混合气体在点燃或有催化剂存在的条件下，可以发生爆炸式反
3、应生成液态水。这个看似简单的化学反应实际上是具有历程的，大约要经历12步反应才能完成。以下列出主要的四步反应：H H2 2 2 2HH点燃或催化剂H+OH+O2 2 OH + O OH + O0+H0+H2 2 OH OH + + HHOH+HOH+H2 2 H H2 2O O + + HH微粒微粒H、OH和和O存在未存在未成对电子，它们称为自由成对电子，它们称为自由基（基（H和和O也称为自由原也称为自由原子子）。自由基的反应活性）。自由基的反应活性很强，寿命极短。很强，寿命极短。大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元基元反
4、应反应。反应历程反应历程基元反应构成的反应序列（又称反应机理），总反应总反应基元反应的总和复杂反应复杂反应由几个基元反应组成的总反应简单反应简单反应反应物一步直接转化为反应产物的，其总反应就是基元反应。1.复杂反应的化学方程式是总反应的化学方程式，它只能表示出反应物和复杂反应的化学方程式是总反应的化学方程式，它只能表示出反应物和生成物以及它们之间的化学计量关系，不能表示反应历程。生成物以及它们之间的化学计量关系，不能表示反应历程。2.反应不同，反应历程就不相同反应不同，反应历程就不相同;同一反应在不同条件下的反应历程也同一反应在不同条件下的反应历程也可能不同可能不同反应物的结构和反应条件决定着
5、一个反应的反应历程，而反应历程的差别又造成了化学反应速率的不同。二、 化学反应速率联想质疑P67 截取三根镁条，分别称重，再让它们分别与浓度不同的过量盐酸反应（注意 实验要在通风条件下完成），记录镁条完全消失所用的时间t，将结果填入下表中。化学反应速率的表示方法化学反应速率的表示方法(1)对于反应体系体积不变体积不变的化学反应aA+bB=dD+eE,可以用单位时间内某物质浓度某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。(2)表达式:v=(3)单位molL-1s-1 molL-1min-1 在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发生 N2+3H2
6、 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求用氮气表示的该反应的化学反应速率。起始浓度(mol/L)2s末浓度(mol/L) 变化浓度(mol/L) 0.50.51.51.50 00.20.20.20.20.30.30.10.10.40.41.21.2c(c(NN2 2) ) t tv(v(NN2 2)=)= n(n(NN2 2) )V V t t= =0.05=0.05molLmolL-1-1ss-1-122332NHNH(1)(1)定义式法定义式法利用公式利用公式v= v= ， 计算化学反应速率。计算化学反应速率。(2)(2)关系式法关系式法利用化学反应速率之比利用化学
7、反应速率之比= =物质的量浓度变化量之比物质的量浓度变化量之比= =化学计量数之比。化学计量数之比。(3)“(3)“三段式三段式”法法求解化学反应速率计算题的一般步骤求解化学反应速率计算题的一般步骤: :a.a.写出有关反应的化学方程式。写出有关反应的化学方程式。b.b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。c.c.根据已知条件列方程计算。根据已知条件列方程计算。计算中注意以下量的关系计算中注意以下量的关系: :a.a.对反应物对反应物:c(:c(起始起始)-c()-c(转化转化)=c()=c(某时刻某时刻) )b.b.对生成物对生成物:c(:c(起始起始
8、)+c()+c(转化转化)=c()=c(某时刻某时刻) )c.c.转化率转化率= = 100%100%c()c()转化起始为了统一起见，将化学反应速率定义为：1. 对于一个具体的化学反应，用不同的反应物或反应产物表示的化学反应速率数值往往不同，因此必须注明物质；但含义相同。v=c(A)t=c(B)tc(D)t=c(E)t=注意：2.化学反应速率为平均速率，而非瞬时速率，且不同时间段反应速率不同;3.一定温度下，固体或纯液体的浓度为常数，因此不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率；4.同一反应各物质反应速率之比等于系数比。例如：aA（g）+bB(g) dD(g)+eE(g) V(A):V(B)
9、:V(D):V(E)=a:b:d:e化学反应速率之比化学反应速率之比=浓度浓度变化变化之比之比=物质的量物质的量变化变化之比之比=系数之比系数之比注意：1.对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中，正确的是（ ）A. v(w)=3v(z) B. 2v(x)=3v(z)C. 2v(X)=v(Y) D. 3v(W)=2v(X)2.某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后,测得物质的浓度分别为c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的化学方程式可以表示为
10、：A.X2+2Y2=2XY2 B.2X2+Y2=2X2YC.3X2+Y2=2X3Y D.X2+3Y2=2XY3CC3.某实验小组的四个同学针对反应2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g),测得了一下四组数据：甲： v(A)=0.5 molL-1s-1 乙： v(B)=0.3 molL-1s-1 丙： v(C)=0.8 molL-1s-1丁： v(D)=30 molL-1min-1 其中反应速率最快的是对于同一反应，用不同物质表示反应速率时，要先统一单位。归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算成为同一物质换算成为同一物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。比值法：可通过化学反应速率与其计量数的比值进行比较，比值大的反应速率大。？molL-1min-1 =？ molL-1s-1 60molL-1min-1 =1molL-1s-1
